STEK - Sähköturvallisuuden edistämiskeskus

Yksiköt voltti, ampeeri, watti ja kilowattitunti ovat melko helposti ymmärrettäviä. Kotien sähkönkäytössä ei muita yksiköitä yleensä tulekaan esiin. Sen sijaan suuremmat sähkönkäyttäjät joutuvat toisinaan ihmettelemään, mikä on loisteho ("loissähkö").

Loisteho-käsitteeseen törmätään muun muassa, jos sähkölaitteina on suuret määrät loistelamppuja tai elektronisia laitteita. Jos sähköä tarvitaan vähänkin suuremmalle moottorille tai muuntajalle, pitää mm johtojen mitoituksessa myös loisteho ottaa huomioon. Kotioloissakin loistehoa todellisuudessa käytetään, mutta yleensä niin pieniä määriä, ettei siihen tarvitse kiinnittää huomiota.

Kun sähkölaite tarvitsee loistehoa, ei yhteys teho (W) = jännite (V) x virta (A)  tai  virta (A) = teho (W) / jännite (V) enää pidäkään paikkaansa, vaan virta on suurempi kuin täten laskemalla. Virran suureneminen johtuu loistehosta. Tällöin tuloa jännite x virta nimitetään näennäistehoksi ja sen yksikkönä on volttiampeeri (VA) tai sen tuhatkerta kilovolttiampeeri (kVA).

Loisteho syntyy ilman energiaa, mutta ei pysty tekemään työtä

Loistehon synnyttämiseen ei tarvita energiaa, mutta sähköä tuottavat generaattorit samoin kuin sähköjohdot on mitoitettava siten, että loistehosta johtuva virta saadaan tuotetuksi ja siirretyksi. Energiaa loisteho myös hukkaa siksi, että sen aiheuttama virta aiheuttaa häviöitä johdoissa ja muuallakin.

Loisteho ei myöskään pysty ”tekemään työtä”, siis tuottamaan valoa tai lämpöä tai pyörittämään moottoria. Valon ja lämmön tuottamiseen samoin kuin moottorin pyörittämiseen tarvitaan sitä sähkötehoa, jonka synnyttämiseen on käytetty energiaa (vesivoima, lämpövoima jne). Tätä osaa sähkölaitteen käyttämästä sähkötehosta nimitetään pätötehoksi.

Loistehon tuottaminen ja välttäminen

Loistehokin on kuitenkin jossain synnytettävä. Se voidaan synnyttää voimalaitosten generaattoreissa, mutta mm siirtohäviöiden välttämiseksi se pyritään pääosin synnyttämään lähellä suurehkoja kulutuskohteita. Tähän käytetään useimmiten kondensaattoriparistoja.

Kondensaattoriparistojen käyttäminen perustuu siihen, että kondensaattori tarvitsee ns kapasitiivista loistehoa, mikä myös suurentaa johdoissa kulkevia virtoja. Tavallisimmat loistehoa tarvitsevat sähkölaitteet (loistelamput, elektroniikka, moottorit, muuntajat) tarvitsevat ns induktiivista loistehoa. Fysiikan kirjat kertovat, että kapasitiivinen loisteho kumoaa induktiivisen loistehon. Kun kondensaattoriparisto on mitoitettu sopivasti ottaen huomioon kulutuskohteessa tarvittava induktiivinen loisteho, ei kyseiseen kohteeseen tarvitse siirtää mitään loistehoa. Kondensaattoriparisto ei kuitenkaan saa olla liian suuri, sillä tarpeettomasta kapasitiivisesta loistehosta syntyy myös ongelmia.

Loistehoon liittyvää matematiikkaa

 Pätötehon (P) ja näennäistehon (S) suhdetta P/S kutsutaan tehokertoimeksi, jonka merkkinä tavallisesti  on cos ϕ  (”kosini fii”),  eli

P = S x cos ϕ    tai    S = P / cos ϕ

Jos kuormitus ei käytä loistehoa (ns resistiivinen kuormitus, esim  lämpölaitteet ja hehkulamput), cos ϕ = 1 ja siis S = P. Purkauslamppujen ja elektroniikkaa sisältävien laitteiden tehokerroin on usein selvästi alempi, esimerkiksi 0,7 – 0,8.

Sekakuormalla, kun mukana ei ole suurehkoja moottoreita, näennäisteho (kVA) on usein suunnilleen pätöteho (kW) kertaa 1,25.

Loistehon ja –energian mittaus ja tariffit

Loistehon käyttö kuluttaa loisenergiaa kuten ”oikean tehon” (pätötehon) käyttö kuluttaa todellista energiaa.

 Tavallinen kWh-mittari mittaa vain pätötehon edustamaa todellista energiaa, eikä pienkuluttaja joudu maksamaan loistehon edustamasta energiasta. Loisnergiaa kuluu silti hiukan lähes kaikissa kulutuskohteissa.

 Suurilla sähkönkäyttäjillä loisenergia mitataan ns kVArh-mittareilla ja loisenergialla on oma tariffinsa. Tällainen sähkönkäyttäjä välttyy maksamasta loistehosta sähkölaskussaan, kun hankkii kondensaattoripariston.